- •Авторы: а.П.Мезенцев, а.С.Мустафаев, т.В.Стоянова, в.В.Фицак
- •ЭлектрОизмерительнЫе приборы
- •Контрольные вопросы
- •Работа 1. Изучение устройства и работы электронного осциллографа
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работа 2. Электромагнитные колебания в простом колебательном контуре
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работа 3. Изучение зеркального гальванометра магнитоэлектрической системы
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работа 4. Изучение магнитного поля тока
- •Общие сведения
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работа 5. Измерение напряженности магнитного поля на оси короткой катушки
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работа 8. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работа 9. Исследование электрической цепи источника постоянного тока
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работы 10. Определение коэффициента взаимной индукции двух соленоидов
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работа 11. Изучение свойств ферромагнетика с помощью осциллографа
- •Общие сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Содержание
Содержание отчета
1. Формулировка цели работы.
2. Электрическая схема, назначение и характеристики электроизмерительных приборов.
3. Расчетные формулы.
4. Таблицы результатов измерений и вычислений.
5. Графики зависимостей коэффициента взаимной индукции М от cos; коэффициента взаимной индукции М от частоты f и силы тока I0 в первом контуре.
Контрольные вопросы
1. В чем состоит явление взаимной индукции?
2. Каков физический смысл коэффициента взаимной индукции? Назовите единицы измерения этой величины.
3. Что такое магнитный поток, потокосцепление?
4. Как формулируется закон электромагнитной индукции?
5. В чем состоит суть метода измерения коэффициента взаимной индукции?
6. Какой вид имеет зависимость коэффициента взаимной индукции двух соленоидов от величины угла между их осями?
Работа 11. Изучение свойств ферромагнетика с помощью осциллографа
Цель работы – получение основной кривой намагничивания В = f(Н) и зависимости = f(H)ферромагнитного образца путем исследования гистерезисной петли на экране осциллографа.
Общие сведения
Ферромагнетиками называют вещества, обладающие следующими особенностями:
сильное намагничивание в магнитном поле;
сохранение намагниченного состояния при отсутствии внешнего магнитного поля;
нелинейная зависимость магнитной проницаемости и магнитной индукции от напряженности магнитного поля :
,
где 0 – магнитная постоянная; – магнитная проницаемость среды.
Свойствами ферромагнетиков обладают металлы переходной группы: Fe, Ni, Со, Мn.
Кроме нелинейной зависимости B = f(H) для ферромагнетиков характерно также явление гистерезиса – отставание изменения магнитной индукции (и намагниченности ) в ферромагнетиках от изменения напряженности переменного по величине и направлению внешнего намагничивающего поля.
Если размагниченный ферромагнетик поместить во внешнее магнитное поле, напряженность которого непрерывно увеличивается, то магнитная индукция будет возрастать в нем по кривой ОА (рис.1), называемой основной кривой намагничивания.
Е
Рис.1
Электрическая схема (рис.2) включает источник переменного напряжения (автотрансформатор) и сопротивление R1 в цепи намагничивающей катушки L1; вторичную измерительную катушку L2; ферромагнитный образец О, на который намотаны катушки L1 и L2; сопротивление R2 и конденсатор С в цепи катушки L2.
Д
Рис.2
Рис.3
.
Следовательно, напряженность намагничивающего поля пропорциональна падению напряжения на сопротивлении R1.
Напряжение Uу, снимаемое с конденсатора С в цепи катушки L2, пропорционально индукции В в образце. Известно, что падение напряжения на конденсаторе
, (1)
где q – заряд конденсатора; С – емкость конденсатора; I2 – ток через конденсатор.
Мгновенное значение тока I2 в цепи L2 определяется ЭДС индукции i, возникающей в катушке L2, ее индуктивностью и омическим сопротивлением, а также сопротивлением R2 и емкостью конденсатора С. Омическое сопротивление катушки ничтожно мало по сравнению с R2. Реактивные сопротивления катушки L2 и конденсатора С также значительно меньше R2 вследствие малой индуктивности и большой емкости конденсатора. Поэтому ток I2 зависит практически только от сопротивления R2:
. (2)
По закону электромагнитной индукции
, (3)
где – потокосцепление; N2 – число витков катушки L2; S – сечение образца; Ф – магнитный поток, пронизывающий образец; В – индукция в образце.
Из выражений (1)-(3) следует пропорциональность Uу и В:
. (4)
Так как напряжение на конденсаторе С в цепи катушки L2 определяется интегралом тока I2, то такая цепь в электротехнике называется интегрирующей цепью.
Напряжения Uх и Uу, соответствующие вершине петли гистерезиса, определим, измерив на экране осциллографа координаты вершины петли гистерезиса хmах и ymах. Тогда Ux = hхmах и Uy = bymах, где h и b – цена деления по осям Ох и Оy соответственно.
Напряженность магнитного поля
. (5)
Аналогично из формулы (4) получим индукцию
. (6)